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PhD Defense Ahmed Abid

Dates

on the July 19, 2017

9h00
Location
salle des Thèses à Grandmont (RDC Bâtiment L), Tours

Improvement of Web Service Composition Using Semantic Similarities and Formal Concept Analysis

Les Architectures Orientées Services (SOA, pour Service Oriented Architectures ) se sont progressivement imposées comme des outils incontournables dans les échanges inter-entreprises grâce à leur flexibilité et leur potentiel stratégique et technologique. En effet, les SOA ont apporté de nouveaux modes façon d'interaction où les entités métiers ou entreprises peuvent présenter seulement une abstraction de leurs compétences et expertises et cacher les détails d'implémentation.
Ce paradigme d'échange a posé le défi de construire automatiquement des processus métiers complexes capables d'impliquer des composants métiers provenant de différentes entités souvent hétérogènes. La mise en oeuvre des SOA s'est souvent concrétisée à travers l'utilisation de services Web. Ces derniers sont définis comme des composants indépendants des plate-formes d'implémentation. Ils sont destinés à répondre à des tâches élémentaires et leur composition permet de répondre à des besoins plus complexes et/ou nouveaux. Ces caractéristiques ont permis aux SOA et services Web d'être largement acceptés comme standards d'échange et de coopérations inter-entreprises.
L'un des principaux atouts des services Web est leur composabilité, qui consiste à combiner, souvent sous la forme d'une chaîne un ensemble de services afin d'offrir une fonctionnalité complexe qu'aucun des services ne peut offrir de manière isolée. Cette composition nécessite une phase préalable de découverte de services potentiellement composables et fonctionnellement pertinents pour la fonctionnalité à assurer. Ce processus de découverte exploite la description des services Web pour décider de leur composabilité. Initialement, ces descriptions contiennent essentiellement des éléments syntaxiques.
Avec l'émergence du Web sémantique, l'intégration de la sémantique dans la description des services Web est rapidement devenue une nécessité pour assurer l'efficacité et l'automatisation des processus de découverte et de composition de services. Par conséquent, la découverte et la composition de services Web sémantiques constituent un réel défi qui a intéressé les communautés de recherche en SOA et en Web sémantique ces dernières années.
Les efforts fournis dans ce sens, ont abouti à la proposition et au développement de plusieurs approches de découverte et de composition de services Web. Cependant, plusieurs problèmes majeurs persistent. Nous nous intéressons particulièrement aux deux problématiques suivantes : (1) la découverte sémantique de services Web et (2) l'optimisation de la composition des services Web sur la base des résultats de la découverte. En ce qui concerne la découverte sémantique de services Web, la plupart des approches s'appuient sur les registres traditionnels de description de services Web qui à leur tour  offrent des descriptions syntaxiques et répertorient ces descriptions dans des hiérarchies/catégories statiques. Ceci pose un double problème lié à l'hétérogénéité des descriptions syntaxiques et à la rigidité de la classification. En ce qui concerne la composition, les performances des approches existantes dépendent souvent de la qualité de l'appariement des services produits dans la phase de découverte. Une mauvaise correspondance entre les services à composer, en terme fonctionnel ou non-fonctionnel, entraîne un taux d'échec élevé du processus de composition. De plus la rigidité de la catégorisation pré-établie des registres de services ne facilite pas la réparation dynamique des compositions non abouties.
Dans le but de répondre à ces défis, l'apport de cette thèse se résume en 4 points. (1) Tout d'abord, nous proposons l'architecture d'un cadre de travail complet qui couvre toutes les phases du processus de composition de services Web. (2) Ensuite, au sein de cette architecture, nous proposons une mesure de similarité sémantique qui s'appuie sur les ressources sémantiques pour un appariement pertinent entre les descriptions des services Web. (3) Le registre de services est ensuite réorganisé en considérant ces similarités entre services. La réorganisation s'appuie sur le formalisme d'Analyse de Concepts Formels (FCA, pour Formal Concept Analysis ) et en particulier la structure de treillis de concepts. Le processus de découverte de services Web s'appuie à la fois sur la mesure de similarité sémantique et sur l'organisation des services en treillis pour mieux répondre aux besoins exprimés. (4) Enfin, le processus de composition repose sur les 3 apports précédents afin de permettre l'établissement de services composites cohérents entre eux et pertinents pour la fonctionnalité espérée et l'exécution dynamique de ces services composites.
Les points forts de l'architecture proposée sont l'adaptation et l'intégration des technologies sémantiques à tous les niveaux de la composition des services Web. La définition automatique de classes de services est basée sur leur degré de similarité sémantique et sur le formalisme FCA. Le calcul de similarité proposé prend en compte les aspects fonctionnels et non-fonctionnels des services Web.
L'utilisation de cette similarité sémantique et du formalisme FCA permettent d'optimiser le processus de composition en réduisant et en structurant mieux l'espace de recherche.